13.1 分子熱運動（導(dǎo)學(xué)案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【教師版】

第1節(jié)分子熱運動（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能簡單說明物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。2.能通過宏觀現(xiàn)象推測物質(zhì)的分子都在不停地做熱運動。3.能夠識別擴散現(xiàn)象、并能用分子熱運動的觀點進行解釋。4.知道分子之間存在著作用力。【學(xué)習(xí)重點】一切物質(zhì)的分子都在不停的做無規(guī)則運動。【學(xué)習(xí)難點】分子之間存在的相互作用力。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1．物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的，其大小通常以10－10m為單位來量度。2．不同物質(zhì)在互相接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散。擴散現(xiàn)象說明：①分子間有

間隙

；②分子在不停的做

無規(guī)則運動

。擴散現(xiàn)象既可以在氣體中發(fā)生，還可以在液體中發(fā)生，也能夠在

固體中發(fā)生。3．打開一瓶香水，很快就會聞到香味，原因是：香水里的分子運動到鼻子里去了。4．課本圖13.1－4能說明：分子間有引力。5．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子間有間隙，為什么壓縮固體和液體很困難呢？這是因為分子間還存在斥力，由于該力的存在，使分子已經(jīng)離得很近的固體和液體很難進一步被壓縮。6.鐵棒很難被拉伸，說明分子間存在引力；水很難被壓縮，說明分子間存在斥力（均選填“引”、“斥”）。7.“破鏡難圓”說明：當(dāng)相鄰分子間的距離很大時，分子間不存在作用力（選填“存在”、“不存在”）。【合作探究】探究一、物質(zhì)的構(gòu)成【做一做】①用素描炭筆在紙上畫一條線，再用放大鏡或低倍顯微鏡仔細觀察，你看到了什么現(xiàn)象？說明什么問題？【分析歸納】會看到炭筆形成的筆跡是由一個個小顆粒組成的。說明物質(zhì)是由微小顆粒組成的。【做一做】②向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充滿。封閉管口，并將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置，分析混合后水和酒精的總體積變化情況?！痉治鰵w納】會看到水與酒精混合后的總體積小于混合前的體積之和.說明水與水（小顆粒）之間有空隙，酒精與酒精之間有空隙。【想想議議】下面是關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的三種模型。你認為，哪種模型能夠解釋上述活動中看到的現(xiàn)象？請選擇一種模型，并嘗試解釋。模型一物質(zhì)是由微小的顆粒組成的，各個顆粒緊靠在一起，形成了我們所看到的連續(xù)體.模型二固體是由微小顆粒組成的，液體是連成一片的.模型三物質(zhì)是由微小的顆粒組成的，顆粒之間有空隙.【答案】選擇模型三.物質(zhì)是由微粒組成的，微粒之間有空隙.1.分子、原子分子原子通過放大率為通過放大率為1500萬倍的電子顯微鏡獲得的碳化硅分子的結(jié)構(gòu)圖電子顯微鏡下的鋁合金表面原子結(jié)構(gòu)圖（2）常見的物質(zhì)是由大量的分子組成的，分子間有空隙.分子很小，若把分子看成一個球體，則分子直徑的數(shù)量級為10-10m.①水分子的直徑約為4×10-10m；氫氣分子的直徑約為2.3×10-10m.②2500萬個水分子一個挨一個地排成一行，長約1cm.③若把水分子與乒乓球相比，它們的比例就好像乒乓球與地球之比.④1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，1cm3的任何氣體約有2.7×1019個分子，讓這些氣體分子從容器中跑出，如果1s跑出1億個，約需9000年才跑完.⑤將機油裝入一個筒壁很厚、相當(dāng)堅固的鋼筒中，然后加上2萬個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的高壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼筒“出汗”了，也就是說機油從鋼筒里滲透出來了。這充分說明鋼筒的固體分子之間也存在空隙。【例題1】如圖甲，實驗時向試管中注入水至一半位置，再注入酒精直至充滿，封閉管口，并將試管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，觀察液面位置，發(fā)現(xiàn)混合后與混合前相比，總體積______（選填“變大”、“不變”或“變小”），說明分子間有______。另一小組用的是圖乙所示的上小下大的容器完成水和酒精混合實驗，你覺得圖____的實驗效果更好。【答案】變??；間隙；乙?！窘馕觥恳驗榉肿娱g存在空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分別進入了對方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的總體積變小。圖乙的實驗效果更好，理由是水和酒精混合后的總體積變小，圖乙中容器的上端橫截面小，里面液體體積的變化更明顯。探究二、分子熱運動【想一想】構(gòu)成物質(zhì)的分子是靜止的還是運動的？相互之間有沒有作用力？雖然用肉眼不能直接觀察到分子，但人們可以通過物體的一些宏觀表現(xiàn)來推斷構(gòu)成物體的分子的情況。（1）氣體的擴散【做一做】將一個空玻璃瓶子倒扣在一個裝著棕色二氧化氮氣體的瓶子上面，中間用玻璃板隔開。已知二氧化氮的密度大于空氣的密度，當(dāng)撤去玻璃板后，猜一猜你會看到什么現(xiàn)象？該現(xiàn)象說明什么？【分析歸納】上方的空氣瓶慢慢地由無色到有色。實驗表明下方的二氧化氮分子運動到空氣瓶中.1.擴散不同物質(zhì)在互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象，叫擴散.【列舉事例】生活中氣體擴散的現(xiàn)象：香水的味道；桂花飄香；炒菜的味道……（2）液體的擴散歷史實驗：在量筒里裝一半清水，用細管在水的下面注入紫色的硫酸銅水溶液。開始時，由于硫酸銅溶液比水的密度大，會沉在量筒的下部，因此可以看到無色的清水與藍色硫酸銅溶液之間明顯的界面。靜放幾天，界面就逐漸變得模糊不清了。

【分析歸納】該現(xiàn)象表明清水與紫色的硫酸銅的分子彼此進入對方中，說明液體可以發(fā)生擴散.【列舉事例】液體擴散的實例：將一滴紅墨水滴入清水中，紅墨水分子不停地做無規(guī)則運動，清水逐漸變成紅色；醬油與醋混合為調(diào)料；被污水污染的河流……（3）固體的擴散歷史實驗：把鉛板和金板緊壓在一起，在室溫下放置5年。發(fā)現(xiàn)鉛板里會滲入一些金，金板里面會滲入一些鉛，互相滲入1mm?！痉治鰵w納】該現(xiàn)象表明固體可以發(fā)生擴散.【列舉事例】固體擴散的實例：堆放煤炭的墻角，過一段時間后會變黑，表明煤炭分子發(fā)生了擴散。（4）總結(jié)：①一切氣體、液體和固體之間都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。②一般情況下，固體擴散最慢，液體次之，氣體最快。③擴散現(xiàn)象表明：一切物質(zhì)的分子都處在永不停的無規(guī)則運動中，分子間存在間隙。2.分子熱運動【做一做】在兩個燒杯內(nèi)盛有質(zhì)量相等的熱水、冷水，用滴管注入兩滴紅墨水，觀察現(xiàn)象。【分析歸納】一段時間后，熱水先變紅.實驗表明：溫度越高，擴散越快，分子運動越劇烈。分子熱運動：由于分子的運動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動.【例題2】兩只相同的集氣瓶中分別裝有空氣和紅棕色的二氧化氮氣體，用玻璃板隔開后按圖所示放置，抽去玻璃板，保持兩瓶口緊貼靜置較長時間后，兩瓶中氣體顏色變得相同。下列說法錯誤的（）A．此現(xiàn)象表明分子在永不停息地做無規(guī)則運動B．此現(xiàn)象與“掃地時灰塵飛揚”的成因相同C．該現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體之間，也能發(fā)生在固體、液體之間D．該現(xiàn)象發(fā)生的劇烈程度與溫度有關(guān)【答案】B.【解析】A．抽去玻璃板，密度大于空氣密度的二氧化氮氣體能運動到上方集氣瓶中，說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故A正確，不符合題意；B．掃地時灰塵飛揚屬于機械運動，而不是分子的熱運動，故B錯誤，符合題意；C．一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，所以該現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體之間，也能發(fā)生在固體、液體之間，故C正確，不符合題意；D．溫度越高，分子的熱運動越劇烈，故D正確，不符合題意。所以選B.探究三、分子間的作用力1.分子間存在引力【做一做】如圖所示，將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓，他們會粘在一起嗎？你看到了什么現(xiàn)象？這一現(xiàn)象能否證明分子之間存在吸引力？【分析歸納】實驗現(xiàn)象：兩塊鉛會結(jié)合起來，在下面吊一個重物都不能把它們拉開.實驗表明：分子之間存在引力.【列舉事例】生活中可以證明分子之間存在吸引力的現(xiàn)象例如，一支粉筆有一定的形狀和體積，而不是“一盤散沙”；用粉筆寫字，黑板上留下字跡；把兩滴水靠近后會溶在一起合成一滴水，等等。充分說明了分子間存在著吸引力。2.分子間存在斥力想一想：我們知道：分子之間存在空隙，通過剛才的實驗知道，分子間存在引力，那么為什么分子不能都吸在一起呢？這不是矛盾嗎？【做一做】找一個注射器，桶內(nèi)加入一些水（或用空氣），用手指封住口，另一支手用力壓縮活塞時，體驗所用力的大小。【分析歸納】實驗現(xiàn)象：會發(fā)現(xiàn)用力壓縮時，活塞內(nèi)的水會產(chǎn)生“抵抗”。實驗結(jié)論：當(dāng)分子間距離變小時，分子間相互排斥，存在斥力。3.分子間同時存在引力與斥力【做一做】找一個注射器，桶內(nèi)加入一些水，用手指封住口，另一支手用力向外拉活塞時，體驗所用力的大小?！痉治觥繉嶒灛F(xiàn)象：會發(fā)現(xiàn)用力向外拉時，活塞內(nèi)的水會吸引。實驗結(jié)論：當(dāng)分子間距離變大時，分子間相互吸引，存在引力。綜合分析以上實驗可得出：（1）分子間同時存在引力和斥力.其大小都跟分子間距離有關(guān)系.（2）用類比法理解分子間的作用力分子間的引力和斥力都跟分子間距離有關(guān)系，就好比用彈簧連接起小球的情景。

①當(dāng)兩個分子的距離處于平衡距離時，分子間的引力等于斥力。②當(dāng)兩個分子的距離變大時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力。③當(dāng)兩個分子的距離變小時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。4.固體、液體和氣體分子的排列與作用力情況（1）固體分子間的情況當(dāng)固體被壓縮時，分子間的距離變小，作用力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)固體被拉伸時，分子間的距離變大，作用力表現(xiàn)為引力。固體分子間的距離小，不容易被壓縮和拉伸，具有一定的體積和形狀。（2）氣體分子間的情況氣體分子間距離比較大，分子間沒有力的作用，所以氣體沒有一定的體積和形狀。（3）液體分子間的情況通常液體分子之間的距離比氣體的小，比固體的大；液體分子之間的作用力比固體的小，分子沒有固定的位置，運動比較自由。這樣的結(jié)構(gòu)使得液體較難被壓縮，沒有確定的形狀，具有流動性.【例題3】如圖所示，將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)松開手后，它們黏在一起，這個現(xiàn)象說明：__________；在擠壓過程中，發(fā)現(xiàn)鉛塊很難被壓縮，這是因為：___________；將紅墨水滴入水中，紅墨水在水中逐漸擴散開，這說明分子在__________。【答案】分子間有引力；分子間有斥力；不停地做無規(guī)則運動.【解析】將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓后，松開手后，它們黏在一起，這是因為分子之間存在相互作用的引力；鉛塊很難被壓縮，由于分子間存在著相互作用的斥力。將紅墨水滴入水中，由于分子在不停地做無規(guī)則運動，所以過一會兒水會變紅?！纠}4】物質(zhì)一般有三種狀態(tài)，其分子模型如圖甲、乙、丙所示，其中_____圖有一定的體積和形狀；____圖有一定的體積，但形狀不確定；___圖既沒有固定的形狀，也沒有固定的體積?！敬鸢浮勘?；乙；甲.【解析】丙圖中的分子之間的距離最小，分子間的作用力最大，是固體的分子模型；固體有一定的形狀和體積。乙圖中的分子之間的距離較小，是液體的分子模型；液體沒有確定的形狀，但有一定的體積。甲圖中的分子距離最大，分子間的作用力最小，是氣體的分子模型；氣體既沒有固定的形狀，也沒有固定的體積?！揪v點撥】1．常見的物質(zhì)是由大量的分子組成的。分子的大小通常以10-10m為單位來量度。2.擴散現(xiàn)象說明：①一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動；②分子之間存在間隙。3．分子熱運動：指分子的無規(guī)則運動，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越快，擴散越快。分子熱運動與物體的機械運動不同，當(dāng)物體靜止時，但是物體內(nèi)的分子不會靜止。4.分子間的作用力：分子之間既有引力又有斥力。設(shè)分子間的平衡距離為r0.則當(dāng)分子間距離r＞r0時引力大于斥力，表現(xiàn)為引力；當(dāng)r＜r0時引力小于斥力，表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r＝r0時，引力等于斥力，分子處于平衡位置；當(dāng)r＞10r0時，作用力可忽略不計?！練w納整理】①物質(zhì)是由分子組成的，分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，直徑大約是10-10米。①物質(zhì)是由分子組成的，分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，直徑大約是10-10米。②分子熱運動③分子之間存在相互作用力分子熱運動①擴散：不同物質(zhì)在互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象，叫擴散.②一切物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運動。溫度越高，分子運動越劇烈，分子的這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動.【課堂練習(xí)】1．酒精和水混合后體積減小的實驗主要表明（）A.分子間有作用力B.分子間有空隙C.分子永不停息地運動D.分子是很微小的【答案】B.【解析】酒精與水混合后，由于酒精分子進入了水分子間的空隙內(nèi)，故總體積在減??；故本現(xiàn)象說明分子間是有空隙的；故選B．點評：本實驗只能表明分子間是有空隙的，無法說明分子在無規(guī)律運動，更不能說明分子間的相互作用力．2.端午節(jié)民間有戴香包的習(xí)俗，香包內(nèi)有艾草，遠遠地就能聞到艾香，這是因為（）A.分子在不停地運動B.分子間有空隙C.分子間有引力D.分子間有斥力【答案】A?！窘馕觥糠肿釉谟啦煌Ｏ⒌刈鰺o規(guī)則運動，遠遠地就能聞到艾香，是因為艾分子在永不停地做無規(guī)則運動，艾香分子擴散到空氣中。故A符合題意，BCD不符合題意。所以選A.3．下列事例中，不能說明分子不停地做無規(guī)則的運動的是（）A.打開香水瓶，不久滿屋子都能聞到香氣B.衣柜中的衛(wèi)生球，過一段時間后體積變小甚至消失了C.打掃教室地面時，在陽光下看到灰塵在空中飛舞D.將一滴紅墨水輕輕滴在一杯水中，過一段時間后，整杯水變紅了【答案】C?！窘馕觥糠肿雍苄?，不可能被肉眼看到，所以選項C中的灰塵肯定不是分子，不能說明分子不停地做無規(guī)則的運動。選項B中衛(wèi)生球“消失”是升華現(xiàn)象，而升華和蒸發(fā)的根本原因，都是由于做無規(guī)則運動的分子中，速度較快的分子比較容易脫離物體，成為氣體分子。選項A、D均為常見的擴散現(xiàn)象。所以選C。4.關(guān)于如圖所示的四個演示實驗現(xiàn)象，下列說法中不正確的是（）A．甲：墨水在熱水中擴散得快，說明溫度越高分子無規(guī)則運動越劇烈B．乙：懸掛很重的重物后兩個鉛塊仍沒有被拉開，是由于大氣壓作用的結(jié)果C．丙：用力推入活塞，活塞內(nèi)的水很難被壓縮，說明分子間存在相互作用的斥力D．?。核c酒精混合時，總體積比預(yù)計的要小，說明分子之間有空隙【答案】B.【解析】A．墨水在熱水中擴散得快，說明溫度越高分子無規(guī)則運動越劇烈，故A正確；B．兩個鉛塊沒有被重物拉開，說明分子間存在引力，故B錯誤；C．用力推入活塞，活塞內(nèi)的水很難被壓縮，說明分子間存在斥力，故C正確；D．水與酒精混合時，總體積比預(yù)計的要小，說明分子之間有空隙，故D正確。所以選B。5.用素描筆在紙上畫一條線，再用放大鏡仔細觀察，發(fā)現(xiàn)這條線是“斷裂”的；將100mL的酒精和100mL的水混合后，發(fā)現(xiàn)總體積小于200mL.基于上述現(xiàn)象所設(shè)想的物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型較為合理的是（）A.物質(zhì)是由微粒組成的，微粒之間有空隙B.固體是由微粒組成的，液體是連成一片的C.液體是由微粒組成的，固體是連成一片的D.物質(zhì)是由微粒組成的，各個微粒在一起，形成我們看到的連續(xù)體【答案】A?！窘馕觥坑梅糯箸R或低倍顯微鏡對筆跡仔細觀察，可以看到筆畫是由許多黑色的小顆粒組成的，說明物質(zhì)由微小的顆粒組成，發(fā)現(xiàn)這條線是“斷裂”，說明微粒之間存在間隙；將100mL的水和100mL的酒精充分混合，混合后水與酒精的總體積將小200mL，正是由于酒精分子和水分子之間有間隙，才會導(dǎo)致混合合總體積變小，故A正確，BCD錯誤.6.如圖所示，“天宮課堂”上王亞平老師將兩塊透明板上的水球接觸后粘在一起，慢慢拉開板后形成一個長長的“液橋”，該現(xiàn)象主要說明了（） A．水分子間有空隙 B．水分子間存在吸引力C．水分子間存在排斥力 D．水分子處在永不停息的無規(guī)則運動中【答案】B.【解析】AB．“液橋”現(xiàn)象說明分子間存在引力，水球接觸后粘在一起，由于分子之間存在引力，故可以慢慢拉開板后形成一個長長的“液橋”，故A不符合題意，B符合題意；C．“液橋”現(xiàn)象說明分子間存在引力，而不是斥力，故C不符合題意；D．“液橋”現(xiàn)象不能說明水分子處在永不停息的無規(guī)則運動中，故D不符題意。7．（多選題）下列描述錯誤的是（）A．甲圖中電子顯微鏡下的金分子處于靜止?fàn)顟B(tài)B．乙圖中實驗現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運動C．丙圖實驗表明分子間有引力D．丁圖從左至右依次是描述液體、固體、氣體分子的排布規(guī)律【答案】AD.【解析】A．一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，所以電子顯微鏡下的金分子處于運動狀態(tài)，故A錯誤，符合題意；B．實驗中觀察到的現(xiàn)象是：比空氣密度大的二氧化氮進到了上面的瓶子，雖然二氧化氮的密度大于空氣密度，但是它也會運動到上面的瓶子內(nèi)，屬于擴散現(xiàn)象，說明氣體分子在不停地做無規(guī)則運動，故B正確，不符合題意；C．兩個鉛柱壓緊后可以吊起鉤碼，說明分子間存在相互作用的引力，故C正確，不符合題意；D．固體有一定的形狀和體積，固體分子間的作用力較強，分子排列有規(guī)則；液體有一定的體積，液體分子間作用力較弱，分子排列無規(guī)則；氣體既沒一定形狀也沒一定體積，氣體分子間作用力最弱，分子可以到處運動.所以丁圖從左至右依次是描述固體、液體、氣體分子的排布規(guī)律，故D錯誤，符合題意。所以選AD.8.如圖是在電子顯微鏡下猴痘病毒的照片。該病毒直徑在200nm左右，可通過飛沫傳播。下列說法正確的是（）A．病毒是分子，可以用肉眼直接看到B．猴痘病毒隨飛沫傳播屬于分子運動C．構(gòu)成飛沫的分子間既有引力又有斥力D．健康人佩戴口罩可預(yù)防感染，是因為口罩材料的分子之間沒有空隙【答案】C.【解析】A．病毒不是分子，肉眼看不到，只有借助電子顯微鏡才能看到，故A錯誤；B．飛沫不是分子，傳播是機械運動，不是分子運動，故B錯誤；C．分子之間存在相互作用的引力和斥力，構(gòu)成飛沫的分子間既有引力又有斥力，故C正確；D．分子之間存在間隙，口罩材料的分子之間也有空隙，故D錯誤